发展沿革
研制背景
冷战时期,苏联和美国展开了激烈的军备竞争,1968年美国决定在新型运载武器的基础上发展三叉戟战略导弹系统,随后1972年相应审查了100多个方案,并于1976年开始建造俄亥俄级战略核潜艇。
1968年,苏联得知该情况后,作为回敬,要求当时的列宁格勒第18中央设计局(1966年易名为列宁格勒设计装配局,后再次易名为红宝石海军装备中央设计局,现为俄罗斯红宝石设计局)立即研制一型新的弹道导弹核潜艇,于是红宝石设计局拿出了667BDR型战略核潜艇(北约称D3型/德尔塔Ⅲ),但是苏联对德尔塔Ⅲ型的性能相当不满意,命令红宝石设计局除了继续对德尔塔级进行改良外,要以最快的速度研制一级“全新的弹道导弹核潜艇”,这样苏联在继续抓紧667BDRM型战略核潜艇(北约称德尔塔IV型/D4,也叫海豚级)研制工作的同时,又开展了新一代弹道导弹核潜艇“941工程”的研制工作。
建造沿革
1969年,苏联海军下达了研制“941工程”的战术技术任务书,苏联科学院院士C·H·科瓦列夫被任命为941工程的总设计师,他同时也是苏联658型战略核潜艇(北约称H级)、667型战略核潜艇(北约称Y级)和德尔塔级核潜艇的总设计师,基本上苏联所有弹道导弹核潜艇都出自他一人之手。
该级核潜艇的主要作战任务和前一代战略核潜艇德尔塔级相同,也是从苏联的领海,主要是北冰洋海域发射弹道导弹打击美国本土的战略目标,不过其要求装备的是新研制的固体燃料弹道导弹和新型的观通导航电子设备。“941工程”的设计工作开始时,苏联的核战略也有所改变,即采取了抑留战略,弹道导弹核潜艇不参加早期的相互核攻击,而是隐蔽待命,作为后备核威慑力量或者是第2次核打击力量,并作为以后战争阶段讨价还价的筹码。因此,任务书要求该型艇有在冰下发射战略核武器的高度可靠性,尽量降低潜艇的物理场强度,挺高艇员的战斗能力,提高艇的机动性,不要求有水下高航速,必须有基本的防空能力。面对如此之高的战术要求,“941工程”在设计研究初期遇到了很多困难,比如自卫武器的布设,如何布设20个导弹发射筒等,在总设计师的带领下红宝石设计局迎难而上,最终都圆满解决。
1972年,941工程完成了初步设计后立即转入技术设计,1974年技术设计得到批准后,1976年完成施工设计。恰逢当时苏联总书记勃列日涅夫在符拉迪沃斯托克与美国时任总统福特会谈时,曾提到过新型弹道导弹核潜艇的名称是“台风”,由此西方国家将其命名为“台风”级战略核潜艇,而苏联国内称其为“鲨鱼”级。
1977年3月3日,941工程首艇TK-208在当时世界上最大的潜艇制造厂北德文斯克造船厂开工建造,1980年9月23日下水,之后经过了一系列海上试航。
服役历程
1981年12月12日,941型首艇正式服役。当时苏联德尔塔IV型首艇于1981年2月开工,1983年开始服役,而在此之前美国的第四代战略核潜艇,装备固体燃料导弹三叉戟I型的俄亥俄级首艇早在1976年4月开始建造,并于1981年11月服役了,这令苏联非常气愤。但值得苏联安慰的就是“941工程”的首艇赶在了德尔塔IV型的首艇之前服役了。
苏联将台风级列为水下重型弹道导弹核巡洋舰,按计划原本要建造10艘,但因为经济原因以及美苏达成了核军控协议,第7艘在完工40%的情况下就在船台上被拆除,后续艇的建造也未进行。
1992年,完工的6艘941型被俄罗斯编成一个支队,驻泊于科拉半岛涅尔皮奇亚海湾的北方舰队潜艇基地,并经常处于战斗值班状态。
技术特点
艇型结构
艇型
941型战略核潜艇的外形特点是圆钝形艇首,大型圆柱形艇壳,平顶式艇体,流线型指挥台围壳位于艇体中后部。弹道导弹发射舱位于指挥台围壳的前方,20个导弹发射筒布置在艇体中线面两侧,导弹发射筒的上盖是向舷侧开启的。
941型消除了“龟背”现象,而为此付出的代价是大大增加了排水量,其水上排水量已和彼得大帝号巡洋舰相当;未采用围壳舵,艏水平舵布置在艇身的艏端,可收进非耐压艇体内。指挥台围壳前缘轮廓垂直,顶部有舷窗,后缘略倾,整体轮廓相对较低矮,顶部结构较大,外观圆滑,与艇身融合;指挥台围壳和上层建筑甲板有很强的破冰加强结构,可以凿穿2米厚的冰层上浮;由于体积庞大,台风级有宽大的尾操纵面,从潜艇的纵面图上可看到,在艇尾的左右舷各有一个尾垂直稳定翼,这就很像苏联949型巡航导弹核潜艇(北约称奥斯卡级)的尾部布置形式,是最容易识别的特征。
结构
941型采用了双壳体设计,耐压壳体和鱼雷舱是用钛合金制造的,其余部分则采用普通强钢制成。在非耐压壳体外表面敷设有一种专用橡胶水声消声瓦,以降低噪音,提高潜艇的隐蔽性。941型的水声隐蔽性接近并稍逊于美国的俄亥俄级,是苏联所有战略导弹潜艇中最优异的。
耐压艇体
通常战略核潜艇传统的潜射导弹发射筒布置,是把发射筒布置在耐压壳体内,像德尔塔级那样布置下16米长的P/R-39潜射弹道导弹(北约称“鲟鱼”SS-N-20导弹),需要把耐压壳体的直径再扩大到12米多,还是会出现一个很大的“龟背”。德尔塔IV型的潜射弹道导弹P-29PM型长只有14.8米,耐压艇体直径也只比德尔塔I型的9.4米略大。而941型装备了新型的潜射固体弹道导弹,其尺寸和重量比此前任何一型导弹都大很多,再加上装备了性能更优、尺寸、重量也更大的声呐、雷达等电子设备,使得传统双壳体结构形式已无法满足其性能要求。因此为了避免出现“龟背”,台风级采用了一种非典型的双壳体设计结构,即在非耐压艇体内有好几个耐压艇体,这是它最独特的地方。
941型在水平面内平行的设计了两个耐压艇体,可称为“主耐压艇体”。导弹发射筒就布置在这两个主耐压艇体之间,而不在主耐压艇体内。这两个主耐压艇体的直径,在尾部直径较大,最大处达10米,但在布置导弹发射筒的这一段内,直径只有7.2米。因为其携载的新型导弹的直径只有2.4米左右,即使把导弹在发射筒内的布置和发射筒的壁厚等因素考虑进去,这样的布置形式对其最大宽度23.3米来说是足够的。此外对于核潜艇来说如果在耐压壳体上有大直径的开孔,为了保证强度,一般需要对开孔部位用厚的锻件和板轧材进行加强。台风级安装有20个导弹发射筒,就需要在耐压壳体上连续开孔,这对强度的影响很大。而这种主耐压艇体内不布置导弹发射筒的设计,就完全不需要布置大直径开孔。
941型导弹发射筒后,“架”在两个主耐压艇体上,位于艇中线面处的是一个“耐压中央舱段”。在耐压中央舱段里布置有中央指挥部位和声呐、雷达等电子设备,以及潜望镜,使其成为一个耐压指挥台。在耐压中央舱段的两舷各有一个漂浮救生舱,能容纳全艇艇员。像这种将耐压指挥台设在耐压艇体上一个卧式的耐压圆柱体内的做法,在过去吨位大的潜艇上曾有过,这种“老”的布置形式,又在台风级上出现了。这个“耐压中央舱段”和两个平行的“主耐压艇体”,从横剖面上看,形成一个“品”字形。
压载水舱
941型的储备浮力很大(有多少主压载水舱,在非典型双壳体中怎样布置,在纵剖面图上无法看出,有资料称其储备浮力为31.3%),因为台风级的吃水深,所以增加了一些“特设压载水舱”,将这些特设压载水舱吹除,艇的吃水减小,就能浮起到巡航水线以上从而进入北方舰队的基地。据分析这与实际情况基本相符,这些特设压载水舱,不是主压载水舱,不仅在水下状态时是充满水的,在水上状态(主压载水舱全部吹除的巡航状态)时也是充满水的。只有在潜艇进入基地,为了减小艇的吃水,在主压载水舱已吹除的情况下,将这些特设压载水舱中的水也吹除。在巡航时,为缩短潜艇快速下潜的时间,这些特设压载水舱也必须是注满水的状态。
941型设置这种提供浮力的特设压载水舱,类似于潜艇发展进程中曾有过的“浮力舱”。在潜艇发展的初期,为了照顾潜艇的水面航行状态,而在艇艏设有“浮力舱”。“浮力舱”在水下状态时是注满水的;在水上状态航行时,“浮力舱”不注水,因为风浪可能会使艇艏埋入水下,而“浮力舱”则会提供浮力保证不使艇艏下沉。
舱室布置
苏联及俄罗斯官方未发表过台风级的总布置图,但据俄罗斯多种资料介绍,台风级共有19个舱室,已知的舱室名称包括鱼雷舱、导弹舱、中央部位和电子设备舱、反应堆舱和汽轮机舱,其中有的舱室是在两个主耐压艇体中都有的。台风级的鱼雷舱设在艇艏端,设有鱼雷发射管和备用鱼雷架,并有纵向和横向传送鱼雷的装置和快速装填装置,还有通道能通往两个主耐压艇体。鱼雷舱下面是声呐站的球形主基阵。导弹舱设在两个主耐压艇体之间,中央部位和电子设备舱设在耐压中央舱段内。反应堆舱和汽轮机舱各有两个,分别设置在两个主耐压艇体直径加大的尾部,内部各有一套主动力装置并按梯次布置,每个梯次中都有自己的OK-650型核反应堆和汽轮主机,和辅机安装在一个有减振系统的模块内,这样的布置形式有利于降低动力装置的振动和噪声,并提高动力系统的使用寿命。
台风级不像大多数西方国家所想象的那样不注重士兵舒适度,相反台风级是少数在设计时就考虑到空调设备的苏俄潜艇。红宝石设计局将台风级的自持力定在90昼夜,在如此长的时间执行任务,为保持官兵应有的战斗力,设计人员给艇上安排了极其优越的生活居住条件。在台风级艇内有面积达8×8米左右的休息室,室内装潢考究,墙壁上有大型油画,四周有栏杆和花坛。有一个不大的暖花房和鹦鹉笼,艇员坐的是摇椅和高背椅。艇内有健身房、活动室、桑拿浴和热水浴以及游泳池。有一个可供50名潜艇军官和艇员用餐的公共餐厅。每个水兵都有一个平均约3平方米的“休息空间”,军官都住在2人间和4人间的舱室中,每间舱室内部皆为木板装饰,有洗脸盆、书架、衣柜、空调和从日本原装进口的彩色电视机。在执行战斗勤务时,艇上装备了有线录像播放系统。水兵在执勤完任务后还可到甲板上钓鱼。一日三餐都少不了黑鱼子酱,金枪鱼,巧克力和葡萄酒等。考虑到当时还是20世纪80年代,如此好的居住生活环境令许多官兵向往。因此在台风级服役后,许多其它艇上的官兵纷纷要求到该级艇上服役。
动力系统
941型战略核潜艇使用的OK-650型核反应堆能在较高功率时将一回路系统切换到自然循环的工况模式,也就是不需要启动主泵,这就能更有效地降低动力装置的噪声。
武器装备
防御武器
台风级艇艏设有6具533毫米鱼雷发射管以及快速装填装置,可配置22枚鱼雷,包括包括EST-53-65K,
СЭТ-65和САЭТ-60M及“瀑布”火箭鱼雷,也可以换装水雷,主要用于自卫。此外,为了防备低空飞机及直升机,台风级配备有8枚“针”式对空导弹,只能在水面状态发射。据西方有关报道说,俄罗斯准备为台风级和其他新型弹道导弹核潜艇设计能从水下发射的自卫对空导弹。
弹道导弹
台风级准备了新型的潜射弹道导弹P-39型和配套的Д-19导弹系统,Д-19导弹系统是一套比较独特的发射系统,在导弹发射筒的顶部有一个支撑环,处于悬挂状态的导弹通过专门的导弹发射减振系统支撑在这个环上,即P-39型导弹在发射筒内是“吊”着的。P-39型导弹的发射原理是利用火药蓄压器从“干式”发射筒发射,发射筒不需注水,发射时在导弹周围形成一个气体空间,这大大降低了导弹在水下运动段的水动力载荷。导弹出水后,弹体设有专门的发动机使导弹发射减振系统与导弹分离,并将其抛向离开潜艇的安全距离处。
P-39型导弹长16米,直径2.4米,采用固体燃料,三级推进,发射重量90吨,可携带10个分弹头(10×0.1兆吨),射程约8000-10000公里,圆概率偏差约500-600米,最初专门用于台风级核潜艇使用。P-39型导弹是当时苏联仅有的两种固体燃料潜射弹道导弹中唯一投入使用的(布拉瓦导弹尚在试验中),相比于液体燃料导弹的燃烧通常有毒且易燃易爆,固体燃料导弹具有准备时间短,安全的特点,但同时也带来了发射重量增大、储放时间缩短和射程降低的问题,苏联莫斯科运输机械制造局专门研制了一种装弹设备,包括起重量125吨的双托架高架大吊车用于运输该型导弹。首批P-39型导弹于1983年交付海军,也就是说台风级TK-208艇服役前期和TK-202艇处于试航期的时候,艇上的弹道导弹是缺装的。
随着美国反导手段的不断改进和建立导弹防御系统的计划,苏联也在不断研究改进其导弹飞行中的作战生命力和提高射击精度。其中一个方案就是研究、改进弹道导弹的天文导航光学传感器。苏联曾在1984年组织了由各方面专家参加,并在专家领导下开展的研制弹道导弹使用稳定、可靠的天文校正仪的工作,其中就有导弹及其控制系统、指挥仪和天文校正系统的专家。新的天文校正仪应能在敌方空间核爆炸几秒钟后就恢复其工作性能。
台风级的排水量和艇宽几乎是俄亥俄级的两倍,但载弹量要少。美国前8艘俄亥俄级装载24枚三叉戟-I(C4)型导弹;俄亥俄级第9-18艘潜艇装载24枚三叉戟-Ⅱ型导弹;而台风级却只能携带20枚P-39型导弹。台风级最大的特点是可以同时齐射两发P-39型导弹,因此所有的20枚P-39型导弹,可通过10次齐射(每次2发)全部发射出去,这是世界上其他任何级别的弹道导弹潜艇都无法做到的。台风级和俄亥俄级导弹发射条件基本相同,都可从水下55米深以内发射,不受水面天气条件限制,也可从水面发射。不过,由于苏联的固体燃料弹道导弹技术并没有美国成熟,所以P-39型导弹与三叉戟型导弹还存在着很多差距。首先P-39型发射重量大,导致其发射后坐力增大。其次在精度上,P-39型导弹虽然装备了“星光”天文制导系统,但仍然不如三叉戟型圆概率偏差低。因此通过对比可以得出,在载弹数量、导弹精确度和发射重量上俄亥俄级略占优势;在分导弹头数量、单艇导弹破坏当量及发射时间上台风级略占优势;而在发射准备条件和导弹射程上两者基本持平。此外虽然P-39型导弹的维护费用和制造费用比三叉戟型导弹低,但对于资金紧张的苏联或者俄罗斯海军来说也是一笔不小的开销。
台风级使用的P-39型和PCM-52型(P-39改进型)系列弹道导弹自20世纪90年代中期起因经费不足而停止生产。1999年俄罗斯曾决定用当时研制中的P-39UTTKH“远洋帆船”液体燃料弹道导弹替代P-39型固体燃料导弹,但是该型导弹最终未能研制成功。之后几年里,俄罗斯海军武器库中在役的P-39导弹也因助推级问题而被认定为不再适宜继续服役,导致台风级只能使用常规武器。而对于美国海军仍在役的14艘俄亥俄级(原18艘,其中4艘已改为巡航导弹潜艇)来说,台风级已不再是其对等的战略武器了。实际上俄罗斯海基战略核力量的基础是6艘在役的德尔塔IV型核潜艇,其配备R-29RMU2型/RSM-54型弹道导弹(北约代号SS-N-23),每艘最多可携载128枚核弹头,全部最多可携载768枚核弹头。
艇电系统
在观导设备上,台风级使用了“托鲍尔-941”型综合导航系统,这一系统中包括了“交响乐”型卫星导航系统。作战指挥系统为“公共马车-1”型,通信系统为“闪电-Л1”型或“闪电-MC”型和其中的卫星通信系统“海啸”。拖曳天线为“大鲱鱼”型,拖曳天线收放装置为“燕子”型。水声系统为MГK-501综合声呐,这一系统包括MГK-500“鳐-KC”声呐和一个拖曳基阵;猎雷声呐为MГ-519“阿尔法-M”;空泡测定站为“螺旋桨”型,回声测冰仪为“北方”型,还有2型导航声呐。雷达为MPKП-58“暴风雪/弧度”型和MPKП-59“弧度-y”型,搜索雷达为“港湾-Ⅱ”型和用于观察艇内外状况的MTK-110电视系统。潜望镜为“信号-3”型,指挥潜望镜为“天鹅-21”型。
在科拉半岛上,苏联建立了一个独特的、防卫严实的超低频无线电站,这座无线电站发射的超低频波据说能够穿透到水下200-300米,并且可记录位于全世界海洋上任一点处的潜艇。利用这个超低频站可以向在执行任务的潜艇发出事先约定好的一般性命令。例如用某个编码就可发出指令“悄悄上浮接收使用武器的命令”或“作好一级战斗准备”等。而最主要的还是为弹道导弹潜艇下达命令,台风级是首先装备超低频接收器的潜艇,此后德尔塔III型和德尔塔IV型才加装上接收器。而为了保证战时台风级核潜艇能够收到信号,苏联准备了至少16个通讯信道,分别是:1个超低频信道、5个超长波信道、5个短波信道、5个卫星通信信道。其中5个长波台分别在俄罗斯境内的下新城、克拉斯诺亚尔斯克和哈巴罗夫斯克;还有在白俄罗斯1座,乌兹别克斯坦1座。超长波信号可用艇上的拖曳天线在水下稍大深度处接收,超长波台不仅传送一般命令,据说还可传送供导弹使用的作战指挥信号。尽管超长波电台能够将信号传播很远,但在南半球、大西洋西部(美国的东海岸海区)和太平洋东部(美国的西海岸地区)的信号可能会接收不到。一旦战时超长波台被摧毁,还可以使用在空中值班的Ty-124MP飞机空中指挥所。在冷战紧张的年代,这种飞行值班是从不停止的,随时确保命令的发送。
服役动态
1991年9月27日,941型的一艘艇在白令海进行演习射击时,导弹没有从发射筒里发射出来,导致严重事故,发射筒盖损坏,但没有人员伤亡。
1992年,继承苏联解体后6艘台风级战略核潜艇的俄罗斯将其编成一个支队,驻泊于科拉半岛涅尔皮奇亚海湾的北方舰队潜艇基地,并经常处于战斗值班状。
1992年-1996年,经济同样困难的俄罗斯担负不起每年每艘约2700万元的维护费用,不得已使其中三艘TK-202号,TK-12号和TK-13号陆续提前退役,送入拆船厂。
1996年开始,俄罗斯并没有放弃弹道导弹核潜艇的研发,又开始研制了955型北风之神级战略核潜艇以代替台风级战略核潜艇,首艇已于1996年开始建造。
1999年1月,一艘台风级战略核潜艇在巴伦支海海域发射了2枚P-39型导弹,以高精度命中勘察加试验场的目标。
2003年-2006年,TK-17号和TK-20号因P-39型和P-39U型弹道导弹匮乏而被列为服役备用,长期系泊在基地码头。首艇TK-208号,也因导弹问题早已不再进行战略巡逻任务,而是改造了一个发射筒,专门作为“布拉瓦”海基洲际弹道导弹(即RSM-56弹道导弹)的试射平台,同时也作为水声和其他武器试验平台,计划服役到2019年。
2004年,TK-17号和TK-20号参加了俄罗斯海军的“安全-2004”演习,但都未发射导弹。
2006年起,俄罗斯不在将TK-17号视为核盾牌的组成部分,TK-17号进入半退役状态。
2010年春,俄美签署了第三阶段削减战略进攻性武器条约(START-3),条约规定:双方部署展开的核弹头数量最多为1550枚。俄台风级每艘最多可携载200枚核弹头,如果3艘全部满载,几乎将占新条约限制标准的一半,而俄海军现役的德尔塔IV型战略核潜艇和北风之神级战略核潜艇还未计算在内,而据称一艘台风级的现代化升级费用相当于两艘北风之神的建造费用,因此将不会对台风级进行改装。
2013年北风之神级战略核潜艇首艇服役,2号和3号艇也分别于2013年底和2014年底服役,后续艇仍在建造中。
2013年年底后,TK-17号和TK-20号正式退出俄罗斯海军现役部队,并计划于2018年前进行拆解,最迟到2020年前全部拆解完成。
2014年,由于“START-3”的限制,新型战略核潜艇的入役以及预算的不足,再加上台风级核潜艇老化严重,军方难以接受重新现代化改装或其他替代处置方案成本费用过高的问题,据推测俄罗斯国防部将退役最后一艘台风级战略核潜艇。
2016年6月21日,根据俄罗斯塔斯社报道,台风级战略核潜艇TK-208“德米特里·顿斯科伊”将继续服役至少到2020年,并将继续进行“圆锤- M”潜射弹道导弹(即RSM-56弹道导弹,又称布拉瓦弹道导弹)的发射试验。
总体评价
台风级的总设计师在接受采访的时候曾是说过这样的话:“你和我都生活在一个不完美的世界,而且还将要继续生活在这个世界中。当时美国生产了俄亥俄级核动力战略潜艇,为达到超越,我们必须研制出更强的潜艇。”这也就是台风级研制的原因。同时台风级的总设计师认为6艘装备有固体燃料导弹的台风级核潜艇组成的编队,成为俄罗斯海军主要的战略打击力量,能够完成任何战略任务,只需一艘潜艇的齐射就能给敌人以无法承受的致命打击。
虽然台风级的弹道导弹携载量是俄罗斯所有战略核潜艇中最多的,而且采用了固体燃料,但在导弹技术上并没有新的突破,且由于本身尚存在某些问题,从综合角度来看,台风级并不是一型优秀的战略核潜艇,再加上其建造维护费用与俄亥俄级相比要高,经济不如美国的苏联或俄罗斯不会大规模建造并维护这种潜艇,这也是促使俄罗斯加速发展下一代战略核潜艇的原因。此外虽然台风级的工作噪音是苏联弹道导弹核潜艇中最低的,但因为其载弹量多,重量大,因此在潜航时噪音依然很大,比德尔塔IV型或俄亥俄级要更容易被发现。台风级的大体积也迫使潜艇设计局大胆采用了一种独特的“品”字型新艇型结构,虽然导致排水量增大,但由于设计局较高的技术水平和驾驭潜艇设计工作的能力,仍满足了海军的要求,而这种独特的艇型才是台风级名声大的根本原因。
台风级自建成以来,以其巨大的吨位和神秘的“体形”被人们所熟知,对它的追捧超过了世界上任何一级战略核潜艇,很多书籍和游戏作品都与它相关,甚至以它命名。例如:由日本漫画家川口开治所作的漫画《沉默的舰队》;由马克·约瑟夫所作的图书《猎杀波将金号》和《台风》;由WestWood公司开发的游戏《红色*戒2》中苏联阵营中可以建造台风级潜艇;由Big Huge Games公司开发的游戏《国家的崛起》资料片“王座与爱国者”的“冷战”战役中苏联也可以使用台风级潜艇;由Eugen System公司开发的游戏《战争艺术:叛国罪》中,苏维埃阵营同样有台风级潜艇;最著名的是由汤姆·克兰西所著的小说《猎杀红色十月号》,该书有同名的游戏,甚至还被拍成了电影。
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